【摘 要】
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结构物周围的波面测量是流体力学实验的基础内容。相较于传统的接触式浪高仪,双目视觉测量具备非接触、测量范围大、采购成本低等优势,具备广阔的应用前景。由于水对可见光透
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结构物周围的波面测量是流体力学实验的基础内容。相较于传统的接触式浪高仪,双目视觉测量具备非接触、测量范围大、采购成本低等优势,具备广阔的应用前景。由于水对可见光透明,光线穿越水气界面会发生折射、反射,因图像处理算法和计算能力限制,该方法在流体力学中应用较少。在激光阵列光源的辅助下,本论文提出了基于双目视觉的三维非接触多点波高测量系统(3DFSM),并改进了激光光斑筛选匹配算法,通过模型和实验验证,分析了该方法的精度和稳定性。基于理想相机模型和多视几何,本文首先搭建了双目视觉测量系统,在激光阵列光源辅助下,对3D打印的圆柱波浪绕射波面几何模型进行测量和三维重建,以校核该测量系统的准确性和精度。实验结果表明,测量系统较为准确且稳定,绝对误差在2mm以内,相对误差小于1%,且不随空间位置发生明显改变。在波浪水槽中采用该系统测量了规则波圆柱绕射三维波面,将圆柱后方多点测量值与电容式浪高仪测量结果对比,波高和周期均吻合良好,最大相对误差小于5%,实验结果表明3DFSM在实验室环境中能够准确有效测量三维波面,可作为一种具有广泛用途的非接触式多点波面测量技术。
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